JP6838452B2 - Drive device and image forming device - Google Patents

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本発明は、駆動装置および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a drive device and an image forming device.

電子写真式プリンター等の画像形成装置では、用紙を搬送するための搬送ローラーが、ステッピングモーターにより駆動される。ステッピングモーターによれば、簡単な制御構成により、正確な速度・位置制御を行うことができる。 In an image forming apparatus such as an electrophotographic printer, a transport roller for transporting paper is driven by a stepping motor. According to the stepping motor, accurate speed / position control can be performed with a simple control configuration.

ところで、近年、画像形成装置の高速化に伴い、搬送ローラーの加速時間の短縮や目標速度の高回転化が要求されている。しかしながら、画像形成装置で使用される汎用のステッピングモーターでは、出力トルクが不足しているため、脱調が起こり、搬送ローラーを短時間で加速することはできない。また、高トルクな高価なステッピングモーターを使用するような場合には、トルクマージン確保のため過剰な電流を常時流す必要があり、消費電力が増大してしまうという問題があった。 By the way, in recent years, as the speed of the image forming apparatus has increased, it has been required to shorten the acceleration time of the transport roller and increase the target speed. However, in the general-purpose stepping motor used in the image forming apparatus, the output torque is insufficient, so that step-out occurs and the transport roller cannot be accelerated in a short time. Further, when an expensive stepping motor with high torque is used, it is necessary to constantly flow an excessive current in order to secure a torque margin, which causes a problem that power consumption increases.

これに関連して、下記の特許文献1には、起動時にブラシレスモーターの出力をステッピングモーターの出力に結合して、ブラシレスモーターによりステッピングモーター側の駆動列にトルクを発生させ、その後の定速回転時はステッピングモーターにより駆動する技術が開示されている。 In connection with this, Patent Document 1 below states that the output of the brushless motor is coupled to the output of the stepping motor at startup to generate torque in the drive train on the stepping motor side by the brushless motor, and then the constant speed rotation is performed. At times, the technology driven by a stepping motor is disclosed.

特開2006−017988号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-017988

しかしながら、上記の技術では、出力トルクが向上するものの、ワンウェイ機構を介してブラシレスモーターの出力をステッピングモーターの出力に単純に結合可能な構成としているため、制御性が十分でないという問題がある。また消費電力の低減については何ら考慮がなされていない。 However, although the output torque is improved in the above technique, there is a problem that the controllability is not sufficient because the output of the brushless motor can be simply coupled to the output of the stepping motor via the one-way mechanism. No consideration is given to reducing power consumption.

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものである。したがって、本発明の目的は、搬送ローラー等の駆動軸を駆動する際の起動時の良好な加速性と、消費電力の低減を兼ね備えた駆動装置および画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. Therefore, an object of the present invention is to provide a drive device and an image forming device that have both good acceleration at start-up when driving a drive shaft such as a transfer roller and reduction of power consumption.

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。 The above object of the present invention is achieved by the following means.

(1)ステッピングモーターと、
ブラシレスモーターと、
前記ステッピングモーターの動力を駆動軸に伝達する第1動力伝達部であって、該駆動軸へ動力を伝達する連結状態と、伝達を解除する解除状態に切替え可能な第1動力伝達部と、
前記ブラシレスモーターの動力を前記駆動軸に伝達する第2動力伝達部と、
前記ステッピングモーター、前記ブラシレスモーター、および前記第1動力伝達部を制御し、前記駆動軸への動力の伝達を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、所定速度まで前記駆動軸の回転を加速する第1動作フェーズでは、前記ステッピングモーターと前記ブラシレスモーターの両方の動力を伝達して前記駆動軸を駆動させ、
前記第1動作フェーズの後、前記駆動軸を前記所定速度で定速回転させる第2動作フェーズでは、前記第1動力伝達部による前記ステッピングモーターの動力の伝達を解除し、前記ブラシレスモーターのみで前記駆動軸を駆動させる、駆動装置。
(1) Stepping motor and
Brushless motor and
A first power transmission unit that transmits the power of the stepping motor to the drive shaft, and a first power transmission unit that can switch between a connected state in which power is transmitted to the drive shaft and a release state in which transmission is released.
A second power transmission unit that transmits the power of the brushless motor to the drive shaft,
The stepping motor, the brushless motor, and a control unit that controls the first power transmission unit and controls the transmission of power to the drive shaft are provided.
In the first operation phase in which the control unit accelerates the rotation of the drive shaft to a predetermined speed, the control unit transmits the power of both the stepping motor and the brushless motor to drive the drive shaft.
After the first operation phase, in the second operation phase in which the drive shaft is rotated at a constant speed at the predetermined speed, the power transmission of the stepping motor by the first power transmission unit is canceled, and the brushless motor alone is used. A drive device that drives a drive shaft.

(2)前記制御部は、前記駆動軸の回転を減速する第3動作フェーズでは、前記ステッピングモーターの動力の伝達の解除状態を維持し、前記ブラシレスモーターを制御することで減速し、停止させる、上記(1)に記載の駆動装置。 (2) In the third operation phase of decelerating the rotation of the drive shaft, the control unit maintains a state in which the power transmission of the stepping motor is released, and controls the brushless motor to decelerate and stop the motor. The drive device according to (1) above.

(3)前記第2動力伝達部は、前記駆動軸へ前記ブラシレスモーターの動力を伝達する連結状態と、伝達を解除する解除状態に切替え可能であり、
前記制御部は、前記駆動軸の回転を減速する第3動作フェーズでは、減速開始前に、前記ステッピングモーターの動力の伝達を連結状態に切り替えるとともに、前記ブラシレスモーターの動力の伝達を解除状態に切り替え、その後、前記ステッピングモーターを制御することで減速し、停止させる、上記(1)に記載の駆動装置。
(3) The second power transmission unit can be switched between a connected state in which the power of the brushless motor is transmitted to the drive shaft and a release state in which the transmission is released.
In the third operation phase of decelerating the rotation of the drive shaft, the control unit switches the power transmission of the stepping motor to the connected state and switches the power transmission of the brushless motor to the released state before the start of deceleration. After that, the drive device according to (1) above, which decelerates and stops by controlling the stepping motor.

(4)前記第1動力伝達部は、クラッチ、または、前記ステッピングモーターの動力を前記駆動軸に伝達するギア列を構成する複数のギアのうち、少なくとも1つのギアを移動させるギア移動機構を有し、前記クラッチまたは前記ギア移動機構により、前記ステッピングモーターの動力の前記駆動軸への伝達を、前記連結状態または前記解除状態に切り替える、上記(1)から上記(3)のいずれか1つに記載の駆動装置。 (4) The first power transmission unit has a gear moving mechanism for moving at least one gear among a plurality of gears constituting a clutch or a gear train for transmitting the power of the stepping motor to the drive shaft. Then, the transmission of the power of the stepping motor to the drive shaft is switched to the connected state or the disengaged state by the clutch or the gear moving mechanism, from the above (1) to the above (3). The drive device described.

(5)前記第2動力伝達部は、クラッチ、または、前記ステッピングモーターの動力を前記駆動軸に伝達するギア列を構成する複数のギアのうち、少なくとも1つのギアを移動させるギア移動機構を有し、前記クラッチまたは前記ギア移動機構により、前記ブラシレスモーターの動力の前記駆動軸への伝達を、前記連結状態または前記解除状態に切り替える、上記(3)に記載の駆動装置。 (5) The second power transmission unit has a gear moving mechanism for moving at least one gear among a plurality of gears constituting a clutch or a gear train for transmitting the power of the stepping motor to the drive shaft. The drive device according to (3) above, wherein the clutch or the gear moving mechanism switches the transmission of the power of the brushless motor to the drive shaft between the connected state and the disengaged state.

(6)前記制御部は、前記第1動作フェーズにおいて、
停止状態の前記ステッピングモーターの電流値を保持電流値に設定して、前記ステッピングモーターに保持トルクを発生させた後、前記ブラシレスモーターの制御値を所定値に設定して、前記ブラシレスモーターに前記保持トルクよりも小さいトルクを発生させ、
その後、前記ステッピングモーターを所定の加速カーブに従って加速させ、前記ブラシレスモーターの前記制御値を一定に維持する、または、前記制御値を前記ステッピングモーターの回転速度に応じて増加させる、上記(1)から上記(5)のいずれか1つに記載の駆動装置。
(6) The control unit is in the first operation phase.
After setting the current value of the stepping motor in the stopped state to the holding current value and generating the holding torque in the stepping motor, the control value of the brushless motor is set to a predetermined value, and the brushless motor holds the holding torque. Generates a torque smaller than the torque,
After that, the stepping motor is accelerated according to a predetermined acceleration curve to keep the control value of the brushless motor constant, or the control value is increased according to the rotation speed of the stepping motor, from the above (1). The drive device according to any one of (5) above.

(7)上記(1)〜上記(6)のいずれか1つに記載の駆動装置を有する画像形成装置。 (7) An image forming apparatus having the driving device according to any one of the above (1) to (6).

(8)前記駆動軸は、用紙を搬送するための搬送ローラーの駆動軸、または、前記搬送ローラーの圧着離間機構を駆動するための駆動軸である、上記(7)に記載の画像形成装置。 (8) The image forming apparatus according to (7) above, wherein the drive shaft is a drive shaft of a transport roller for transporting paper or a drive shaft for driving a crimping separation mechanism of the transport roller.

本発明によれば、起動時にステッピングモーターとブラシレスモーターの動力を利用して駆動軸が駆動されるため、出力トルクが向上し、駆動軸を短時間で加速することが可能になる。加えて、加速後の定速回転時は、ステッピングモーターの駆動伝達を解除して、ブラシレスモーターのみで駆動軸を回転させる。これにより定速回転時の消費電力を低減することが可能となる。 According to the present invention, since the drive shaft is driven by using the power of the stepping motor and the brushless motor at the time of starting, the output torque is improved and the drive shaft can be accelerated in a short time. In addition, during constant speed rotation after acceleration, the drive transmission of the stepping motor is released, and the drive shaft is rotated only by the brushless motor. This makes it possible to reduce the power consumption during constant speed rotation.

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the schematic structure of the image forming apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 第1の実施形態に係る駆動装置の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the schematic structure of the drive device which concerns on 1st Embodiment. 駆動装置の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of a drive device. 制御部により実行される駆動制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the drive control executed by the control part. 図4のステップS101のサブルーチンを示す図である。It is a figure which shows the subroutine of step S101 of FIG. ステッピングモーターおよびブラシレスモーターの動作を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the operation of a stepping motor and a brushless motor. 第1動作フェーズにおけるステッピングモーターおよびブラシレスモーターの動作を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the operation of the stepping motor and the brushless motor in the 1st operation phase. 第2の実施形態に係る駆動装置の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the schematic structure of the drive device which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態における駆動制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the drive control in 2nd Embodiment. ステッピングモーターおよびブラシレスモーターの動作を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the operation of a stepping motor and a brushless motor. 変形例に係る駆動装置の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the schematic structure of the drive device which concerns on a modification.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation and may differ from the actual ratios.

図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置100の概略構成を示す断面図である。図1に示すとおり、画像形成装置100は、制御部110、記憶部120、画像読取部130、画像形成部140、定着部150、給紙部160、および用紙搬送部170を備えている。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an image forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 100 includes a control unit 110, a storage unit 120, an image reading unit 130, an image forming unit 140, a fixing unit 150, a paper feeding unit 160, and a paper conveying unit 170.

制御部110は、CPU(Central Processing Unit)であり、プログラムにしたがって上記各部の制御や各種の演算処理を行う。 The control unit 110 is a CPU (Central Processing Unit), and controls each of the above units and performs various arithmetic processes according to a program.

記憶部120は、予め各種プログラムや各種データを格納しておくROM(Read Only Memory)、作業領域として一時的にプログラムやデータを記憶するRAM(Random Access Memory)、各種プログラムや各種データを格納するハードディスク等からなる。 The storage unit 120 stores a ROM (Read Only Memory) that stores various programs and various data in advance, a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores programs and data as a work area, and various programs and various data. It consists of a hard disk, etc.

画像読取部130は、蛍光ランプ等の光源およびCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサー等の撮像素子を備えている。画像読取部130は、所定の読み取り位置にセットされた原稿に光源から光を当て、その反射光を撮像素子で光電変換して、その電気信号から画像データを生成する。 The image reading unit 130 includes a light source such as a fluorescent lamp and an image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor. The image reading unit 130 irradiates a document set at a predetermined reading position with light from a light source, photoelectrically converts the reflected light with an image sensor, and generates image data from the electric signal.

画像形成部140は、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、およびK(ブラック)の各色のトナーに対応した現像ユニット141Y〜141Kを備えている。各現像ユニット141Y〜141Kにより帯電、露光、および現像のプロセスを経て形成されたトナー画像は、中間転写ベルト142上に順次重ねられて、2次転写ローラー143により用紙S上に転写される。 The image forming unit 140 includes development units 141Y to 141K corresponding to toners of each color of Y (yellow), M (magenta), C (cyan), and K (black). The toner images formed through the processes of charging, exposure, and development by the developing units 141Y to 141K are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt 142 and transferred onto the paper S by the secondary transfer roller 143.

定着部150は、加熱ローラーおよび加圧ローラーを備えており、両ローラーの定着ニップに搬送された用紙Sを加熱および加圧して、用紙S上のトナー画像をその表面に溶融定着する。 The fixing portion 150 includes a heating roller and a pressure roller, and heats and pressurizes the paper S conveyed to the fixing nips of both rollers to melt and fix the toner image on the paper S on the surface thereof.

給紙部160は、複数の給紙トレイ161、162を備えており、給紙トレイ161、162に収容された用紙Sを1枚ずつ下流側の搬送経路に送り出す。 The paper feed unit 160 includes a plurality of paper feed trays 161 and 162, and feeds the paper S contained in the paper feed trays 161 and 162 one by one to the transport path on the downstream side.

用紙搬送部170は、用紙Sを搬送するための複数の搬送ローラー171を備えており、画像形成部140、定着部150、および給紙部160の各部間で用紙Sを搬送する。複数の搬送ローラー171の全部または一部は、駆動装置200(図2参照)により駆動される。 The paper transport unit 170 includes a plurality of transport rollers 171 for transporting the paper S, and transports the paper S between the image forming unit 140, the fixing unit 150, and the paper feeding unit 160. All or part of the plurality of transfer rollers 171 are driven by the drive device 200 (see FIG. 2).

なお、画像形成装置100は、上述した構成要素以外の構成要素を含んでいてもよく、あるいは、上述した構成要素のうちの一部が含まれていなくてもよい。 The image forming apparatus 100 may include components other than the above-mentioned components, or may not include some of the above-mentioned components.

次に、図2および図3を参照して、搬送ローラー171を駆動する駆動装置200について説明する。 Next, the driving device 200 for driving the transport roller 171 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図2は、駆動装置200の概略構成を示す模式図であり、図3は、駆動装置200の制御系を示すブロック図である。 FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the drive device 200, and FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the drive device 200.

図2(a)、図2(b)はそれぞれ連結状態、解除状態の駆動装置200を示す図である。図2に示すとおり、駆動装置200は、動作の対象である搬送ローラー171が固定された駆動軸a71に動力を伝達し、回転駆動させる。また駆動装置200は、ステッピングモーター210、ブラシレスモーター220、第1動力伝達部230、第2動力伝達部240を有する。ステッピングモーター210、ブラシレスモーター220には、回転軸a1、a2がそれぞれ設けられている。 2 (a) and 2 (b) are diagrams showing the drive device 200 in the connected state and the disengaged state, respectively. As shown in FIG. 2, the drive device 200 transmits power to the drive shaft a71 to which the transfer roller 171 to be operated is fixed, and drives the drive device 200 to rotate. The drive device 200 includes a stepping motor 210, a brushless motor 220, a first power transmission unit 230, and a second power transmission unit 240. The stepping motor 210 and the brushless motor 220 are provided with rotating shafts a1 and a2, respectively.

第1動力伝達部230は、ステッピングモーター210の動力を駆動軸a71に伝達し、第2動力伝達部240は、ブラシレスモーター220の動力を同一の駆動軸a71に伝達する。 The first power transmission unit 230 transmits the power of the stepping motor 210 to the drive shaft a71, and the second power transmission unit 240 transmits the power of the brushless motor 220 to the same drive shaft a71.

第1動力伝達部230は、ギア231、232、233、234、回転軸a3、およびギア移動機構235を含む。ギア列の最上流のギア231は、ステッピングモーター210の回転軸a1に設けられており、最下流のギア234は、駆動軸a71の一方の端部側に固設されている。図2(a)に示す連結状態では、第1動力伝達部230は、ギア231、ギア232、回転軸a3、ギア233、ギア234の順で、ステッピングモーター210の動力を駆動軸a71に伝達する。 The first power transmission unit 230 includes gears 231 and 232, 233, 234, a rotating shaft a3, and a gear moving mechanism 235. The most upstream gear 231 of the gear train is provided on the rotation shaft a1 of the stepping motor 210, and the most downstream gear 234 is fixed to one end side of the drive shaft a71. In the connected state shown in FIG. 2A, the first power transmission unit 230 transmits the power of the stepping motor 210 to the drive shaft a71 in the order of the gear 231 and the gear 232, the rotary shaft a3, the gear 233, and the gear 234. ..

ギア移動機構235は、カム、およびこのカムを移動させる駆動源等を備え(いずれも図示せず)、連結解除機構として機能し、回転軸a3およびこれに固定されているギア232、233を、他のギアから離間させる方向、またはその反対方向に移動する。図2(b)は解除状態を示す。この解除状態ではギア移動機構235により第1動力伝達部230のギア列の連結が解除されている。 The gear moving mechanism 235 includes a cam, a drive source for moving the cam, and the like (neither of them is shown), functions as a disconnection mechanism, and provides a rotating shaft a3 and gears 232 and 233 fixed to the rotating shaft a3. Move in the direction away from other gears or in the opposite direction. FIG. 2B shows a release state. In this disengaged state, the gear moving mechanism 235 disengages the gear train of the first power transmission unit 230.

第2動力伝達部240は、駆動軸a71の他方の端部側に固設されているギア241を含む。ブラシレスモーター220の回転軸a2には歯が設けられており、ブラシレスモーター220の回転軸a2は、ギア241と噛み合っている。ブラシレスモーター220の動力は、第2動力伝達部240としてのギア241を介して駆動軸a71に伝達される。 The second power transmission unit 240 includes a gear 241 fixed to the other end side of the drive shaft a71. The rotating shaft a2 of the brushless motor 220 is provided with teeth, and the rotating shaft a2 of the brushless motor 220 meshes with the gear 241. The power of the brushless motor 220 is transmitted to the drive shaft a71 via the gear 241 as the second power transmission unit 240.

図3に示すとおり、画像形成装置100の制御部110は、ステッピングモーター210、ブラシレスモーター220、およびギア移動機構235(および、後述のギア移動機構245)の動作を制御する。 As shown in FIG. 3, the control unit 110 of the image forming apparatus 100 controls the operations of the stepping motor 210, the brushless motor 220, and the gear moving mechanism 235 (and the gear moving mechanism 245 described later).

制御部110は、ステッピングモーター210をオープンループ制御で駆動する。制御部110は、ステッピングモーター210用のドライバー211にクロック信号(CLK)を送信して、ステッピングモーター210の動作周波数を設定することにより、ステッピングモーター210の回転速度を制御する。また、制御部110は、ステッピングモーター210用のドライバー211に設定電流信号を送信して、ステッピングモーター210の電流値を設定することにより、ステッピングモーター210に発生するトルクを制御する。 The control unit 110 drives the stepping motor 210 by open loop control. The control unit 110 controls the rotation speed of the stepping motor 210 by transmitting a clock signal (CLK) to the driver 211 for the stepping motor 210 and setting the operating frequency of the stepping motor 210. Further, the control unit 110 controls the torque generated in the stepping motor 210 by transmitting a set current signal to the driver 211 for the stepping motor 210 and setting the current value of the stepping motor 210.

また、制御部110は、ブラシレスモーター220をPWM(Pulse Width Modulation)制御で駆動する。制御部110は、ブラシレスモーター220の内蔵ドライバー221にPWM信号を送信して、ブラシレスモーター220の制御値(デューティ指令値)を設定することにより、ブラシレスモーター220の回転速度およびトルクを制御する。また、制御部110は、ブラシレスモーター220の内蔵エンコーダー222から回転速度信号を受信することにより、ブラシレスモーター220の速度フィードバック制御を実行する。 Further, the control unit 110 drives the brushless motor 220 under PWM (Pulse Width Modulation) control. The control unit 110 controls the rotation speed and torque of the brushless motor 220 by transmitting a PWM signal to the built-in driver 221 of the brushless motor 220 and setting a control value (duty command value) of the brushless motor 220. Further, the control unit 110 executes speed feedback control of the brushless motor 220 by receiving a rotation speed signal from the built-in encoder 222 of the brushless motor 220.

(駆動制御)
次に、図4および図5を参照して、第1の実施形態に係る搬送ローラー171を駆動する駆動装置200の駆動制御について説明する。
(Drive control)
Next, the drive control of the drive device 200 for driving the transfer roller 171 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図4は、制御部110により実行される駆動制御の手順を示すフローチャートである。この駆動制御は、例えば画像形成装置100が印刷ジョブを受信することにより開始する。駆動制御では、停止している搬送ローラー171の駆動軸a71が、所定の加速カーブに従って所定速度(目標速度)まで加速され、目標速度で定速回転した後、所定の減速カーブに従って減速される。なお、図4、図5のフローチャートにより示されるアルゴリズムは、記憶部120にプログラムとして記憶されており、制御部110により実行される。 FIG. 4 is a flowchart showing a drive control procedure executed by the control unit 110. This drive control is started, for example, when the image forming apparatus 100 receives a print job. In the drive control, the drive shaft a71 of the stopped transport roller 171 is accelerated to a predetermined speed (target speed) according to a predetermined acceleration curve, rotates at a constant speed at the target speed, and then decelerates according to a predetermined deceleration curve. The algorithm shown by the flowcharts of FIGS. 4 and 5 is stored as a program in the storage unit 120 and executed by the control unit 110.

まず、制御部110は、ステッピングモーター210とブラシレスモーター220の両方で、同一の駆動軸a71の駆動を開始する(S101(第1動作フェーズ))。制御部110は、ステップS101では以下に示す制御によって、所定の加速カーブに従って回転速度が増加するように、ステッピングモーター210の動作周波数を徐々に増加させる。 First, the control unit 110 starts driving the same drive shaft a71 with both the stepping motor 210 and the brushless motor 220 (S101 (first operation phase)). In step S101, the control unit 110 gradually increases the operating frequency of the stepping motor 210 so that the rotation speed increases according to a predetermined acceleration curve by the control shown below.

(ステップS101のサブルーチン)
図5は、ステップS101のサブルーチンを示す図である。最初の処理として、制御部110は、ステッピングモーター210の電流値を保持電流値に設定する(S201)。より具体的には、制御部110は、ステッピングモーター210の電流値を保持電流値に設定して、停止状態のステッピングモーター210に保持トルクを発生させる。
(Subroutine in step S101)
FIG. 5 is a diagram showing a subroutine in step S101. As the first process, the control unit 110 sets the current value of the stepping motor 210 to the holding current value (S201). More specifically, the control unit 110 sets the current value of the stepping motor 210 to the holding current value, and generates the holding torque in the stepping motor 210 in the stopped state.

次に、制御部110は、ブラシレスモーター220の制御値を所定値に設定する(S202)。より具体的には、制御部110は、ブラシレスモーター220のデューティ指令値を所定値に設定して、ブラシレスモーター220に、ステッピングモーター210の保持トルクよりも小さいトルクを発生させる。 Next, the control unit 110 sets the control value of the brushless motor 220 to a predetermined value (S202). More specifically, the control unit 110 sets the duty command value of the brushless motor 220 to a predetermined value, and causes the brushless motor 220 to generate a torque smaller than the holding torque of the stepping motor 210.

次に、制御部110は、ステッピングモーター210を加速させる(S203)。より具体的には、制御部110は、所定の加速カーブに従って回転速度が増加するように、ステッピングモーター210の動作周波数を徐々に増加させる。 Next, the control unit 110 accelerates the stepping motor 210 (S203). More specifically, the control unit 110 gradually increases the operating frequency of the stepping motor 210 so that the rotation speed increases according to a predetermined acceleration curve.

制御部110は、ブラシレスモーター220の制御値を増加させる(S204)。より具体的には、制御部110は、ステッピングモーター210の回転速度の増加に応じて、ステップS102に示す処理で設定したデューティ指令値を増加させる。そして、ステップS203、S204の処理を継続しながら、図4の処理に戻る(リターン)。 The control unit 110 increases the control value of the brushless motor 220 (S204). More specifically, the control unit 110 increases the duty command value set in the process shown in step S102 in accordance with the increase in the rotation speed of the stepping motor 210. Then, while continuing the processing of steps S203 and S204, the process returns to the processing of FIG. 4 (return).

図4の説明に戻る。制御部110は、駆動軸a71の回転速度が目標速度に到達したか否かを判断する(S102)。この判断は、例えばステッピングモーター210への指令動作周波数を目標値と比較することで行う。ステッピングモーター210が目標速度に到達していないと判断する場合(S102:NO)、制御部110は、ステッピングモーター210が目標速度に到達するまで待機する。 Returning to the description of FIG. The control unit 110 determines whether or not the rotation speed of the drive shaft a71 has reached the target speed (S102). This determination is made, for example, by comparing the command operating frequency to the stepping motor 210 with the target value. When it is determined that the stepping motor 210 has not reached the target speed (S102: NO), the control unit 110 waits until the stepping motor 210 reaches the target speed.

ステッピングモーター210が目標速度に到達したと判断する場合(S102:YES)、制御部110は、ブラシレスモーター220の速度フィードバック制御を実行する(S103(第2動作フェーズ))。より具体的には、制御部110は、ブラシレスモーター220の回転速度を目標速度に維持する速度フィードバック制御を実行する。 When it is determined that the stepping motor 210 has reached the target speed (S102: YES), the control unit 110 executes the speed feedback control of the brushless motor 220 (S103 (second operation phase)). More specifically, the control unit 110 executes speed feedback control for maintaining the rotation speed of the brushless motor 220 at the target speed.

次に制御部110は、ギア移動機構235を作動させ第1動力伝達部230を解除状態(図2(b)参照)に切り替えて、ステッピングモーター210と駆動軸a71の連結を解除する(S104)。 Next, the control unit 110 operates the gear moving mechanism 235 to switch the first power transmission unit 230 to the released state (see FIG. 2B), and releases the connection between the stepping motor 210 and the drive shaft a71 (S104). ..

その後、制御部110は、連結を解除したステッピングモーター210の電源をオフして停止させる(S105)。 After that, the control unit 110 turns off the power of the stepping motor 210 that has been disconnected and stops it (S105).

次に、制御部110は、印刷ジョブの全ての用紙Sの搬送が終了したか否かを判断する(S106)。搬送が終了していないと判断する場合(S106:NO)、制御部110は、搬送が終了するまで待機する。すなわち、ブラシレスモーター220のみによって駆動軸a71を目標速度で回転させた定常状態を維持する。 Next, the control unit 110 determines whether or not all the sheets S of the print job have been transferred (S106). When it is determined that the transfer is not completed (S106: NO), the control unit 110 waits until the transfer is completed. That is, the steady state in which the drive shaft a71 is rotated at the target speed is maintained only by the brushless motor 220.

一方、搬送が終了したと判断する場合(S106:YES)、制御部110は、ブラシレスモーター220を減速させ、停止させる(S107)。より具体的には、制御部110は、ブラシレスモーター220の制御値を徐々に変化させる。 On the other hand, when it is determined that the transfer is completed (S106: YES), the control unit 110 decelerates and stops the brushless motor 220 (S107). More specifically, the control unit 110 gradually changes the control value of the brushless motor 220.

以上、図4等によって説明した駆動制御では、停止状態の駆動軸a71を、定速回転まで加速する第1動作フェーズ(S101)では、ステッピングモーター210とブラシレスモーター220の両方の動力を利用して、駆動軸a71の回転を加速させ、その後の第2動作フェーズ(S103〜105)では、第1動力伝達部230によるステッピングモーター210の動力の伝達を解除し、ブラシレスモーター220のみで駆動軸a71を駆動する。以下、図6、図7を参照し、駆動制御についてより詳細に説明する。 As described above, in the drive control described with reference to FIG. 4 and the like, in the first operation phase (S101) of accelerating the stopped drive shaft a71 to constant speed rotation, the powers of both the stepping motor 210 and the brushless motor 220 are used. , The rotation of the drive shaft a71 is accelerated, and in the subsequent second operation phase (S103 to 105), the power transmission of the stepping motor 210 by the first power transmission unit 230 is canceled, and the drive shaft a71 is operated only by the brushless motor 220. Drive. Hereinafter, the drive control will be described in more detail with reference to FIGS. 6 and 7.

図6、図7はステッピングモーター210およびブラシレスモーター220の動作を説明するためのタイミングチャートである。図6は、図4のフローチャートに対応し、図7は、第1動作フェーズに関する図5のサブルーチンに対応する。まず、図6を参照し、駆動制御の全体について説明する。図6(a)は、駆動軸a71の回転速度の時間変化を示す。図6(b)、図6(c)は、それぞれステッピングモーター210、ブラシレスモーター220の回転速度の時間変化を示す。また図6(b)では、ステッピングモーター210が駆動軸a71と連結している期間を実線で示し、ギア移動機構235を作動させて連結を解除している期間を破線で示している(以降の図7等でも同様)。 6 and 7 are timing charts for explaining the operation of the stepping motor 210 and the brushless motor 220. FIG. 6 corresponds to the flowchart of FIG. 4, and FIG. 7 corresponds to the subroutine of FIG. 5 relating to the first operation phase. First, with reference to FIG. 6, the entire drive control will be described. FIG. 6A shows the time change of the rotation speed of the drive shaft a71. 6 (b) and 6 (c) show changes in the rotational speeds of the stepping motor 210 and the brushless motor 220 with time, respectively. Further, in FIG. 6B, the period during which the stepping motor 210 is connected to the drive shaft a71 is shown by a solid line, and the period during which the gear moving mechanism 235 is operated to release the connection is shown by a broken line (hereinafter referred to as a broken line). The same applies to FIG. 7 and the like).

(第1動作フェーズ)
時間t10〜t20までの第1動作フェーズでは、駆動軸a71の回転の加速を行う。この期間では、ステッピングモーター210とブラシレスモーター220の両方で駆動軸a71を駆動しており、両者が駆動軸a71上で実質的に同じ回転速度となるように同じ傾きで加速している。
(First operation phase)
In the first operation phase from time t10 to t20, the rotation of the drive shaft a71 is accelerated. During this period, both the stepping motor 210 and the brushless motor 220 drive the drive shaft a71, and both accelerate at the same inclination so as to have substantially the same rotation speed on the drive shaft a71.

(第2動作フェーズ)
時間t20は、目標速度に到達したタイミングである。図6(b)に示すように、目標速度に到達したことに応じて、第1動力伝達部230の連結を解除状態に切り替え始める。その後、連結の解除が完了してから(時間t30)、ステッピングモーター210の回転速度を減速し始め、停止させる(時間t40)。ここで、停止から目標速度までの起動時(時間t10〜t20)の所要時間としては、例えば50msecであり、連結の解除を開始してから完了(時間t20〜t30)までの所要時間は、例えば10msecである。
(Second operation phase)
The time t20 is the timing when the target speed is reached. As shown in FIG. 6B, when the target speed is reached, the connection of the first power transmission unit 230 is started to be switched to the released state. Then, after the disconnection is completed (time t30), the rotation speed of the stepping motor 210 is started to be decelerated and stopped (time t40). Here, the time required for starting from the stop to the target speed (time t10 to t20) is, for example, 50 msec, and the time required from the start of disconnection to the completion (time t20 to t30) is, for example. It is 10 msec.

一方で、図6(c)に示すように、ブラシレスモーター220は、時間t20以降は、一定の回転速度を維持する。 On the other hand, as shown in FIG. 6C, the brushless motor 220 maintains a constant rotation speed after the time t20.

(第3動作フェーズ)
制御部110は、用紙の搬送が終了すれば(時間t50)、ブラシレスモーター220の減速を開始し、回転を停止させる(時間t60)。
(Third operation phase)
When the paper transfer is completed (time t50), the control unit 110 starts decelerating the brushless motor 220 and stops the rotation (time t60).

次に、図7を参照し、第1動作フェーズについてより詳細に説明する。図7(a)は、図6(b)の時間t20までの一部拡大図であり、ステッピングモーター210の回転速度の時間変化を示す。図7(b)は、ステッピングモーター210の電流値の時間変化を示す。図7(c)は、ブラシレスモーター220の制御値の時間変化を示す。図7(d)は、ステッピングモーター210に発生するトルクの時間変化を示す。図7(e)は、ブラシレスモーター220に発生するトルクの時間変化を示す。 Next, with reference to FIG. 7, the first operation phase will be described in more detail. FIG. 7A is a partially enlarged view of FIG. 6B up to the time t20, and shows the time change of the rotation speed of the stepping motor 210. FIG. 7B shows the time change of the current value of the stepping motor 210. FIG. 7C shows the time change of the control value of the brushless motor 220. FIG. 7D shows the time change of the torque generated in the stepping motor 210. FIG. 7E shows the time change of the torque generated in the brushless motor 220.

ステッピングモーター210の加速開始時には、最初に停止状態のステッピングモーター210の電流値が保持電流値に設定され(図7(b)の時間t1)、ステッピングモーター210に保持トルクが発生する(図7(d)の時間t1)。ステッピングモーター210に保持トルクが発生している第1動作フェーズでは、ブラシレスモーター220の制御値(デューティ指令値)が所定値に設定される(図7(c)の時間t2)。その結果、ブラシレスモーター220には、保持トルクよりも小さいトルクが発生する(図7(e)の時間t2)。この保持トルクは、微小時間だけ維持される(時間t2〜t20)。 When the stepping motor 210 starts accelerating, the current value of the stepping motor 210 in the stopped state is first set to the holding current value (time t1 in FIG. 7B), and a holding torque is generated in the stepping motor 210 (FIG. 7 (FIG. 7). d) Time t1). In the first operation phase in which the holding torque is generated in the stepping motor 210, the control value (duty command value) of the brushless motor 220 is set to a predetermined value (time t2 in FIG. 7C). As a result, a torque smaller than the holding torque is generated in the brushless motor 220 (time t2 in FIG. 7E). This holding torque is maintained for a minute time (time t2 to t20).

その後、ステッピングモーター210は、所定の加速カーブに従って加速される(図7(a)の時間t10〜t20)。ステッピングモーター210が加速されている期間では、ブラシレスモーター220の制御値も、ステッピングモーター210の回転速度に応じて増加される(図7(c)の時間t10〜t20)。 After that, the stepping motor 210 is accelerated according to a predetermined acceleration curve (time t10 to t20 in FIG. 7A). During the period in which the stepping motor 210 is being accelerated, the control value of the brushless motor 220 is also increased according to the rotation speed of the stepping motor 210 (time t10 to t20 in FIG. 7C).

このように、本実施形態においては、駆動軸a71の回転を加速する第1動作フェーズでは、ステッピングモーターとブラシレスモーターの両方の動力を利用して駆動軸a71を駆動するため、出力トルクが向上し、安定して、駆動軸a71を短時間で加速することが可能になる。 As described above, in the present embodiment, in the first operation phase for accelerating the rotation of the drive shaft a71, the drive shaft a71 is driven by using the powers of both the stepping motor and the brushless motor, so that the output torque is improved. The drive shaft a71 can be stably accelerated in a short time.

特に図7に示す本実施形態においては、ステッピングモーター210が保持トルクを発生し、保持トルクを発生した状態で停止しているステッピングモーター210にブラシレスモーター220からトルクがかかる(時間t2〜t10)。より具体的には、ステッピングモーター210の保持トルクにより固定されている駆動軸a71に、ブラシレスモーター220からのトルクがかかった状態になる。この状態で、ステッピングモーター210の加速が開始されれば、ブラシレスモーター220のトルクによりステッピングモーター210の動作がアシストされるため、駆動軸a71を所定の加速カーブに従って短時間で正確に加速できる。なお、図7で説明した本実施形態とは異なり、ステッピングモーター210の加速開始後または加速開始と同時にブラシレスモーター220が駆動されてトルクを発生する場合、ステッピングモーター210の負荷が大きく変動して脱調が起きるおそれがあるが、本実施形態ではこのような問題を未然に防止している。 In particular, in the present embodiment shown in FIG. 7, the stepping motor 210 generates a holding torque, and torque is applied from the brushless motor 220 to the stepping motor 210 that is stopped in the state where the holding torque is generated (time t2 to t10). More specifically, the drive shaft a71 fixed by the holding torque of the stepping motor 210 is in a state where the torque from the brushless motor 220 is applied. If the acceleration of the stepping motor 210 is started in this state, the operation of the stepping motor 210 is assisted by the torque of the brushless motor 220, so that the drive shaft a71 can be accurately accelerated according to a predetermined acceleration curve in a short time. Unlike the present embodiment described with reference to FIG. 7, when the brushless motor 220 is driven to generate torque after the start of acceleration of the stepping motor 210 or at the same time as the start of acceleration, the load of the stepping motor 210 fluctuates greatly and is removed. There is a possibility that a tone may occur, but in this embodiment, such a problem is prevented.

さらに、本実施形態は、定速回転する第2動作フェーズにおいては、第1動力伝達部230によるステッピングモーター210の動力の駆動軸a71への伝達を解除し、ブラシレスモーター220のみで駆動軸a71を駆動させている。これにより、定速回転時の消費電力を抑えることができる。単に定速回転を維持する場合においては、ステッピングモーター210よりもブラシレスモーター220を用いた方が、消費電力を少なくすることができ効率がよいからである。なお、本実施形態と異なりステッピングモーターが連結された状態で、このステッピングモーターの電源をオフした場合には、負荷の増大を招き、消費電力の増加や脱調を生じさせるおそれがあるが、本実施形態ではそのような問題を未然に防止している。 Further, in the present embodiment, in the second operation phase of constant speed rotation, the transmission of the power of the stepping motor 210 to the drive shaft a71 by the first power transmission unit 230 is canceled, and the drive shaft a71 is operated only by the brushless motor 220. It is driving. As a result, power consumption during constant speed rotation can be suppressed. This is because the use of the brushless motor 220 is more efficient than the stepping motor 210 because the power consumption can be reduced when simply maintaining the constant speed rotation. Note that, unlike the present embodiment, if the power of the stepping motor is turned off while the stepping motor is connected, the load may increase, resulting in an increase in power consumption or step-out. In the embodiment, such a problem is prevented.

(第2の実施形態に係る駆動装置)
第1の実施形態では、第1動力伝達部230に連結解除機構を設けた例を示した。第2の実施形態では、第1動力伝達部230に加えて、第2動力伝達部240にも連結解除機構を設けるものである。以下においては、第1の実施形態と異なる部分について重点的に説明し、同一の構成についての説明は省略する。
(Drive device according to the second embodiment)
In the first embodiment, an example in which the first power transmission unit 230 is provided with a disconnection mechanism is shown. In the second embodiment, in addition to the first power transmission unit 230, the second power transmission unit 240 is also provided with a disconnection mechanism. In the following, the parts different from the first embodiment will be mainly described, and the description of the same configuration will be omitted.

図8は、第2の実施形態に係る駆動装置の概略構成を示す模式図である。第2の実施形態に係る駆動装置200の第2動力伝達部240は、ギア241、242、243、回転軸a4、およびギア移動機構245を含む。ギア列の最上流のギア242は、ブラシレスモーター220の回転軸a2の歯と噛みあっている。最下流のギア241は、駆動軸a71に固設されている。図8(a)(または図8(b))に示す連結状態では、第2動力伝達部240は、ギア242、回転軸a4、ギア243、ギア241の順で、ブラシレスモーター220の動力を駆動軸a71に伝達する。 FIG. 8 is a schematic view showing a schematic configuration of a drive device according to a second embodiment. The second power transmission unit 240 of the drive device 200 according to the second embodiment includes gears 241, 242, 243, a rotating shaft a4, and a gear moving mechanism 245. The most upstream gear 242 of the gear train meshes with the teeth of the rotating shaft a2 of the brushless motor 220. The most downstream gear 241 is fixed to the drive shaft a71. In the connected state shown in FIG. 8A (or FIG. 8B), the second power transmission unit 240 drives the power of the brushless motor 220 in the order of the gear 242, the rotating shaft a4, the gear 243, and the gear 241. It is transmitted to the shaft a71.

ギア移動機構245は、第1動力伝達部230のギア移動機構235と同様の構成を備えている。すなわち、ギア移動機構245は、カム、およびこのカムを移動させる駆動源等を備え(いずれも図示せず)、連結解除機構として機能し、回転軸a4およびこれに固定されているギア232、233を、他のギアから離間させる方向、またはその反対方向に移動する。図8(c)は解除状態を示す。この解除状態では、ギア移動機構245により第2動力伝達部240のギア列の連結が解除されている。 The gear moving mechanism 245 has the same configuration as the gear moving mechanism 235 of the first power transmission unit 230. That is, the gear moving mechanism 245 includes a cam, a drive source for moving the cam, and the like (neither of them is shown), functions as a disconnection mechanism, and has a rotating shaft a4 and gears 232 and 233 fixed to the rotating shaft a4. Moves away from other gears or in the opposite direction. FIG. 8C shows a release state. In this disengaged state, the gear moving mechanism 245 disengages the gear train of the second power transmission unit 240.

(第2の実施形態における駆動制御)
次に、図9、図10を参照して、第2の実施形態に係る搬送ローラー171を駆動する駆動装置の駆動制御について説明する。
(Drive control in the second embodiment)
Next, the drive control of the drive device for driving the transfer roller 171 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

図9は、制御部110により実行される第2の実施形態における駆動制御の手順を示すフローチャートである。図10は、第2の実施形態におけるステッピングモーターおよびブラシレスモーターの動作を説明するためのタイミングチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing a drive control procedure in the second embodiment executed by the control unit 110. FIG. 10 is a timing chart for explaining the operation of the stepping motor and the brushless motor in the second embodiment.

第2の実施形態においては、駆動軸a71の回転の加速する第1動作フェーズ、およびその後の定速回転の第2動作フェーズの処理は、図4、図5に示した第1の実施形態と同じであり、第2動作フェーズの後に続く第3動作フェーズのみ異なる。そのため、図9においてはステップS106の後に行う第3動作フェーズの処理のみを示している。また、図10のタイミングチャートは、第2動作フェーズ(時間t0〜t40)までは、図6と同じであり、ここでは第3動作フェーズ以降(時間t42〜t60)の処理について説明する。なお、図9のフローチャートにより示されるアルゴリズムは、記憶部120にプログラムとして記憶されており、制御部110により実行される。 In the second embodiment, the processing of the first operation phase in which the rotation of the drive shaft a71 is accelerated and the subsequent second operation phase of the constant speed rotation are the same as those in the first operation phase shown in FIGS. It is the same, only the third operation phase following the second operation phase is different. Therefore, FIG. 9 shows only the processing of the third operation phase performed after step S106. Further, the timing chart of FIG. 10 is the same as that of FIG. 6 up to the second operation phase (time t0 to t40), and here, the processing after the third operation phase (time t42 to t60) will be described. The algorithm shown by the flowchart of FIG. 9 is stored as a program in the storage unit 120 and executed by the control unit 110.

最初に制御部110は、用紙Sの搬送が終了したと判断した場合(S106:YES)、直ぐに停止していたステッピングモーター210の回転を開始し(時間t42)、目標速度まで加速する(S301)。この時点では、第1動力伝達部230は解除状態であり(図8(b)参照)、ステッピングモーター210は駆動軸a71とは連結しておらず、負荷がかかっていない。このときの加速カーブは、期間t10〜t20の加速と同じに設定してもよいが、負荷がかかっていないことから、より早く目標速度に達するように時間t10〜t20のときの加速に比べて急峻にしてもよい。 First, when the control unit 110 determines that the transfer of the paper S is completed (S106: YES), the control unit 110 immediately starts the rotation of the stepping motor 210 (time t42) and accelerates to the target speed (S301). .. At this point, the first power transmission unit 230 is in the released state (see FIG. 8B), the stepping motor 210 is not connected to the drive shaft a71, and no load is applied. The acceleration curve at this time may be set to be the same as the acceleration in the period t10 to t20, but since no load is applied, the acceleration curve is compared with the acceleration in the time t10 to t20 so as to reach the target speed earlier. It may be steep.

ステッピングモーター210の回転速度が目標速度まで達したところで、制御部110は、ギア移動機構235を作動させて、第1動力伝達部230を連結状態に切り替え(図8(a)参照)、ステッピングモーター210と駆動軸a71を連結する(S302、時間t50)。 When the rotation speed of the stepping motor 210 reaches the target speed, the control unit 110 operates the gear moving mechanism 235 to switch the first power transmission unit 230 to the connected state (see FIG. 8A), and the stepping motor The 210 and the drive shaft a71 are connected (S302, time t50).

次に、制御部110は、ギア移動機構245を作動させて、第2動力伝達部240を解除状態に切り替え(図8(c)参照)、ブラシレスモーター220と駆動軸a71の連結を解除する(S303、時間t50)。 Next, the control unit 110 operates the gear moving mechanism 245 to switch the second power transmission unit 240 to the released state (see FIG. 8C), and releases the connection between the brushless motor 220 and the drive shaft a71 (see FIG. 8C). S303, time t50).

その後、制御部110は、ブラシレスモーター220の電源をオフして停止させる(S304、時間t50以降)。 After that, the control unit 110 turns off the power of the brushless motor 220 and stops it (S304, time t50 or later).

また、制御部110は、ステッピングモーター210を減速させ、停止させる(S305、時間t50〜t60)。より具体的には、制御部110は、所定の減速カーブに従って回転速度が減少するように、ステッピングモーター210の動作周波数を徐々に減少させる。 Further, the control unit 110 decelerates and stops the stepping motor 210 (S305, time t50 to t60). More specifically, the control unit 110 gradually reduces the operating frequency of the stepping motor 210 so that the rotation speed decreases according to a predetermined deceleration curve.

第2の実施形態に係る駆動装置200では、第3動作フェーズにおいて、ステッピングモーター210の動力の伝達を解除状態から連結状態に切り替えるとともに、ブラシレスモーター220の動力の伝達を連結状態から解除状態に切り替えている。そしてその後、ステッピングモーターを制御することで減速し、停止させる。このようにすることで、第2の実施形態では、第1の実施形態と同様の効果が得られるとともに、さらに、停止時にステッピングモーター210で停止の制御を行うことにより、停止までの制動量(回転量)を高精度で制御することが可能となる。用紙を搬送する搬送ローラー171では、停止位置の高精度の制御が必要なことから、特に有用な効果である。 In the drive device 200 according to the second embodiment, in the third operation phase, the power transmission of the stepping motor 210 is switched from the disconnected state to the connected state, and the power transmission of the brushless motor 220 is switched from the connected state to the disconnected state. ing. After that, the stepping motor is controlled to decelerate and stop. By doing so, in the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and further, by controlling the stop by the stepping motor 210 at the time of stopping, the braking amount until the stop ( The amount of rotation) can be controlled with high accuracy. The transport roller 171 that transports paper is particularly useful because it requires highly accurate control of the stop position.

(変形例)
以上説明した実施形態においては、各モーターの駆動軸a71への動力伝達の連結、解除を行う連結解除機構として、ギア移動機構235、245を用いた例を説明したが、これに限られない。図11は、他の例として連結解除機構としてクラッチを用いたものである。図11(a)に示す変形例に係る駆動装置200は、第1動力伝達部230は、クラッチ239を有する。クラッチ239は、例えば、電磁クラッチで構成され、ギア234が設けられており駆動軸a71の一方の端部側に取り付けられる。クラッチ239によりステッピングモーター210の駆動軸a71への動力伝達を切ったり、つないだりする。これにより第1動力伝達部230を連結状態、または解除状態に切り替える。
(Modification example)
In the above-described embodiment, an example in which the gear moving mechanism 235 or 245 is used as the connection / disconnection mechanism for connecting / disconnecting the power transmission to the drive shaft a71 of each motor has been described, but the present invention is not limited to this. FIG. 11 shows another example in which a clutch is used as the disconnection mechanism. In the drive device 200 according to the modification shown in FIG. 11A, the first power transmission unit 230 has a clutch 239. The clutch 239 is composed of, for example, an electromagnetic clutch, is provided with a gear 234, and is attached to one end side of the drive shaft a71. The clutch 239 cuts off or connects the power transmission of the stepping motor 210 to the drive shaft a71. As a result, the first power transmission unit 230 is switched to the connected state or the disengaged state.

図11(b)は、さらに、第2動力伝達部240にもクラッチ249を設けた例である。同様に、ギア241が設けられたクラッチ249は、駆動軸a71の他方の端部側に取り付けられ、ブラシレスモーター220の駆動軸a71への動力伝達を切ったり、つないだりする。これにより第2動力伝達部240を連結状態、または解除状態に切り替える。 FIG. 11B is an example in which the clutch 249 is further provided in the second power transmission unit 240. Similarly, the clutch 249 provided with the gear 241 is attached to the other end side of the drive shaft a71 to cut off or connect the power transmission of the brushless motor 220 to the drive shaft a71. As a result, the second power transmission unit 240 is switched to the connected state or the disengaged state.

この変形例のように連結解除機構として、クラッチを用いても、上述の第1、第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。 Even if a clutch is used as the disconnection mechanism as in this modification, the same effect as that of the first and second embodiments described above can be obtained.

(他の変形例)
上述した図4、5、8で説明したフローチャートにおいては、これらの図に示した順序とは異なる順序で実行したりしてもよい。したがって、本実施形態は、これらの図に示された具体的なステップの並びに限定されると見なされるべきでない。例えば、ステップS103〜S105、または、S302とS303を同時に平行して実行するようにしてもよい。また、図5のステップS101のサブルーチンに限られず、他の動作タイミングで、単純にブラシレスモーターと、ステッピングモーターにより同時に所定の加速度で加速を開始するようにしてもよい。
(Other variants)
In the flowcharts described with reference to FIGS. 4, 5 and 8 described above, the execution may be performed in an order different from the order shown in these figures. Therefore, this embodiment should not be considered limited to the specific sequence of steps shown in these figures. For example, steps S103 to S105 or S302 and S303 may be executed in parallel at the same time. Further, the method is not limited to the subroutine of step S101 in FIG. 5, and acceleration may be started at a predetermined acceleration at the same time by the brushless motor and the stepping motor at other operation timings.

また、上述した実施形態では、本発明の駆動装置200が画像形成装置100に適用され、画像形成装置100内部の搬送ローラー171を駆動させる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明の駆動装置200は、画像形成装置に連結される後処理装置に適用され、後処理装置内部の搬送ローラーを駆動してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the driving device 200 of the present invention is applied to the image forming device 100 and drives the transport roller 171 inside the image forming device 100 has been described as an example. However, the driving device 200 of the present invention may be applied to a post-processing device connected to an image forming device to drive a transfer roller inside the post-processing device.

また、上述した実施形態では、本発明の駆動装置200により搬送ローラー171の駆動軸a71を駆動させる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明の駆動装置200により駆動される駆動軸は、搬送ローラー171の駆動軸a71に限定されるものではない。本発明の駆動装置200は、搬送ローラー171の圧着離間機構を駆動するための駆動軸の駆動にも使用され得る。この場合、たとえば、駆動軸にカムが取り付けられ、カムにより駆動軸の回転動作が並進動作に変換される。 Further, in the above-described embodiment, the case where the drive shaft a71 of the transfer roller 171 is driven by the drive device 200 of the present invention has been described as an example. However, the drive shaft driven by the drive device 200 of the present invention is not limited to the drive shaft a71 of the transfer roller 171. The drive device 200 of the present invention can also be used to drive a drive shaft for driving the crimp separation mechanism of the transfer roller 171. In this case, for example, a cam is attached to the drive shaft, and the cam converts the rotational movement of the drive shaft into a translational movement.

上述した実施形態に係る画像形成装置における各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウエア回路、またはプログラムされたコンピューターのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、たとえば、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)等のコンピューター読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に転送され記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、画像形成装置の一機能としてその装置のソフトウエアに組み込まれてもよい。 The means and methods for performing various processes in the image forming apparatus according to the above-described embodiment can be realized by either a dedicated hardware circuit or a programmed computer. The program may be provided by a computer-readable recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), or may be provided online via a network such as the Internet. In this case, the program recorded on the computer-readable recording medium is usually transferred to and stored in a storage unit such as a hard disk. Further, the above program may be provided as a single application software, or may be incorporated into the software of the device as a function of the image forming device.

100 画像形成装置
110 制御部
120 記憶部
130 画像読取部
140 画像形成部
150 定着部
160 給紙部
170 用紙搬送部
171 搬送ローラー
a71 駆動軸
200 駆動装置
210 ステッピングモーター
220 ブラシレスモーター
230 第1動力伝達部
231、232、233、234 ギア
235 ギア移動機構
239 クラッチ
240 第2動力伝達部
241、242、243 ギア
a2、a2、a3 回転軸
245 ギア移動機構
249 クラッチ
100 Image forming device 110 Control unit 120 Storage unit 130 Image reading unit 140 Image forming unit 150 Fixing unit 160 Feeding unit 170 Paper transport unit 171 Transfer roller a71 Drive shaft 200 Drive unit 210 Stepping motor 220 Brushless motor 230 First power transmission unit 231 232, 233, 234 Gear 235 Gear movement mechanism 239 Clutch 240 Second power transmission unit 241 242, 243 Gear a2, a2, a3 Rotating shaft 245 Gear movement mechanism 249 Clutch

Claims (7)

ステッピングモーターと、
ブラシレスモーターと、
前記ステッピングモーターの動力を駆動軸に伝達する第1動力伝達部であって、該駆動軸へ動力を伝達する連結状態と、伝達を解除する解除状態に切替え可能な第1動力伝達部と、
前記ブラシレスモーターの動力を前記駆動軸に伝達する第2動力伝達部と、
前記ステッピングモーター、前記ブラシレスモーター、および前記第1動力伝達部を制御し、前記駆動軸への動力の伝達を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、所定速度まで前記駆動軸の回転を加速する第1動作フェーズでは、前記ステッピングモーターと前記ブラシレスモーターの両方の動力を伝達して前記駆動軸を駆動させ、
前記第1動作フェーズの後、前記駆動軸を前記所定速度で定速回転させる第2動作フェーズでは、前記第1動力伝達部による前記ステッピングモーターの動力の伝達を解除し、前記ブラシレスモーターのみで前記駆動軸を駆動させ
前記第1動作フェーズにおいて、停止状態の前記ステッピングモーターの電流値を保持電流値に設定して、前記ステッピングモーターに保持トルクを発生させた後、前記ブラシレスモーターの制御値を所定値に設定して、前記ブラシレスモーターに前記保持トルクよりも小さいトルクを発生させ、その後、前記ステッピングモーターを所定の加速カーブに従って加速させ、前記ブラシレスモーターの前記制御値を一定に維持する、または、前記制御値を前記ステッピングモーターの回転速度に応じて増加させる、駆動装置。
With a stepping motor
Brushless motor and
A first power transmission unit that transmits the power of the stepping motor to the drive shaft, and a first power transmission unit that can switch between a connected state in which power is transmitted to the drive shaft and a release state in which transmission is released.
A second power transmission unit that transmits the power of the brushless motor to the drive shaft,
The stepping motor, the brushless motor, and a control unit that controls the first power transmission unit and controls the transmission of power to the drive shaft are provided.
In the first operation phase in which the control unit accelerates the rotation of the drive shaft to a predetermined speed, the control unit transmits the power of both the stepping motor and the brushless motor to drive the drive shaft.
After the first operation phase, in the second operation phase in which the drive shaft is rotated at a constant speed at the predetermined speed, the power transmission of the stepping motor by the first power transmission unit is canceled, and the brushless motor alone is used. Drive the drive shaft ,
In the first operation phase, the current value of the stepping motor in the stopped state is set to the holding current value, the holding torque is generated in the stepping motor, and then the control value of the brushless motor is set to a predetermined value. , The brushless motor is generated with a torque smaller than the holding torque, and then the stepping motor is accelerated according to a predetermined acceleration curve to maintain the control value of the brushless motor constant, or the control value is set to the control value. A drive device that increases according to the rotation speed of the stepping motor.
前記制御部は、前記駆動軸の回転を減速する第3動作フェーズでは、前記ステッピングモーターの動力の伝達の解除状態を維持し、前記ブラシレスモーターを制御することで減速し、停止させる、請求項1に記載の駆動装置。 The control unit maintains a state in which power transmission of the stepping motor is released in a third operation phase of decelerating the rotation of the drive shaft, and controls the brushless motor to decelerate and stop the stepping motor. The drive device described in. 前記第2動力伝達部は、前記駆動軸へ前記ブラシレスモーターの動力を伝達する連結状態と、伝達を解除する解除状態に切替え可能であり、
前記制御部は、前記駆動軸の回転を減速する第3動作フェーズでは、減速開始前に、前記ステッピングモーターの動力の伝達を連結状態に切り替えるとともに、前記ブラシレスモーターの動力の伝達を解除状態に切り替え、その後、前記ステッピングモーターを制御することで減速し、停止させる、請求項1に記載の駆動装置。
The second power transmission unit can be switched between a connected state in which the power of the brushless motor is transmitted to the drive shaft and a release state in which the transmission is released.
In the third operation phase of decelerating the rotation of the drive shaft, the control unit switches the power transmission of the stepping motor to the connected state and switches the power transmission of the brushless motor to the released state before the start of deceleration. The drive device according to claim 1, wherein the stepping motor is then controlled to decelerate and stop the stepping motor.
前記第1動力伝達部は、クラッチ、または、前記ステッピングモーターの動力を前記駆動軸に伝達するギア列を構成する複数のギアのうち、少なくとも1つのギアを移動させるギア移動機構を有し、前記クラッチまたは前記ギア移動機構により、前記ステッピングモーターの動力の前記駆動軸への伝達を、前記連結状態または前記解除状態に切り替える、請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の駆動装置。 The first power transmission unit has a gear moving mechanism for moving at least one gear among a plurality of gears constituting a clutch or a gear train that transmits the power of the stepping motor to the drive shaft. The drive device according to any one of claims 1 to 3, wherein the transmission of the power of the stepping motor to the drive shaft is switched to the connected state or the disengaged state by the clutch or the gear moving mechanism. 前記第2動力伝達部は、クラッチ、または、前記ステッピングモーターの動力を前記駆動軸に伝達するギア列を構成する複数のギアのうち、少なくとも1つのギアを移動させるギア移動機構を有し、前記クラッチまたは前記ギア移動機構により、前記ブラシレスモーターの動力の前記駆動軸への伝達を、前記連結状態または前記解除状態に切り替える、請求項3に記載の駆動装置。 The second power transmission unit has a gear moving mechanism for moving at least one gear among a plurality of gears constituting a clutch or a gear train that transmits the power of the stepping motor to the drive shaft. The drive device according to claim 3, wherein the transmission of the power of the brushless motor to the drive shaft is switched to the connected state or the disengaged state by the clutch or the gear moving mechanism. 請求項1〜請求項のいずれか1つに記載の駆動装置を有する画像形成装置。 An image forming apparatus having the driving device according to any one of claims 1 to 5. 前記駆動軸は、用紙を搬送するための搬送ローラーの駆動軸、または、前記搬送ローラーの圧着離間機構を駆動するための駆動軸である、請求項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6 , wherein the drive shaft is a drive shaft of a transport roller for transporting paper or a drive shaft for driving a crimping separation mechanism of the transport roller.
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